Intelligence artificielle et dépistage

Patrick Wspanialy makes adjustments to robotic arm
Patrick Wspanialy, membre de l’équipe GIGAS à l’Institut de robotique de l’Université de Guelph, fait des ajustements au bras robotique et aux préhenseurs. Photo : The Robotics Institute @ Guelph.

Un robot de dépistage de la maladie conçu par des scientifiques de l’Université de Guelph fait l’objet d’essais dans une serre commerciale en Ontario. Qu’est-ce que ceci pourrait signifier pour l’industrie de production en serres au Canada?

Par Mark Halsall

Aujourd’hui, une des formes les plus dynamiques d’avancement technologique est l’intelligence artificielle. Son utilisation dans les domaines comme le transport, les soins de santé et les finances augmente tous les jours et les machines intelligentes sont prêtes à faire des percées importantes dans le domaine de la production agricole.

Ici au Canada, un bon exemple est le robot Guelph Intelligent Greenhouse Automation System (GIGAS) conçu par des chercheurs de l’Institut de robotique de l’Université de Guelph.

L’équipe de recherche, dirigée par le professeur de génie Medhat Moussa de l’Université de Guelph, a développé le robot GIGAS pour effectuer des tâches de serre, comme la récolte de tomates, de poivrons et de concombres, qui est normalement faite par des humains.

À la suite des essais de validation de principe réussis, cette année, le robot GIGAS a commencé à faire l’objet d’essais à plus long terme dans une serre commerciale à Leamington, Ontario. Selon le professeur Moussa, un deuxième prototype ayant des capacités améliorées de détection des parasites et des maladies fait l’objet d’essais à l’heure actuelle avant d’être déployé à une deuxième serre.

M. Moussa suggère que le principal avantage d’un robot de dépistage des maladies est de réduire le risque pour les producteurs en serres.

Il dit : « c’est très important de s’assurer de contrôler toute manifestation de maladie. Sinon, on peut rapidement perdre sa chemise. Fondamentalement, nous souhaitons fournir au producteur un système d’alerte précoce. »

Selon le professeur Moussa, le GIGAS utilise une technologie qui permet d’identifier les maladies avant qu’elles se développent dans le spectre visible, ce qui signifie que la suppression de la maladie peut se produire plus tôt.

M. Moussa rapporte qu’à l’heure actuelle, le GIGAS peut chercher l’oïdium et le repérer à un moment précoce. L’équipe de M. Moussa travaille à ajouter la détection du charançon du poivron au système en réponse aux préoccupations croissantes des producteurs en serres de l’Ontario au sujet du parasite, et on prévoit élargir le programme pour éventuellement inclure plus de parasites et de maladies.

robot GIGAS

Le premier prototype du robot GIGAS en action dans une serre commerciale à Leamington, Ont. Photo : The Robotics Institute au Guelph.

Le GIGAS comprend du matériel et un logiciel sophistiqués et est guidé par les données. Deux aspects clés de l’intelligence artificielle sont au coeur de sa conception : la vision par ordinateur et l’apprentissage machine.

Un système avancé de vision par ordinateur qui englobe différentes caméras et différents capteurs est utilisé pour produire des images et différents types de données sur les plants. Ces données sont traitées par l’entremise d’algorithmes complexes qui permettent au robot de prendre des décisions multiples tout en effectuant ses tâches dans la serre.

« Un énorme volume de traitement de l’information a lieu », note M. Moussa, en ajoutant que les serres posent un plus grand risque pour les robots qu’un atelier d’usine par exemple, parce qu’il y a beaucoup plus d’encombrement dans l’environnement. « C’est comme une jungle parce que la densité des plants est très élevée. »

Le robot GIGAS inclut une tour d’imagerie, qui contient des caméras et d’autre matériel comme des capteurs de chaleur et des capteurs hyper spectraux, ainsi qu’un bras robotique et un assortiment de préhenseurs.

Le professeur Moussa dit que l’idée du GIGAS a pris forme dans son laboratoire de l’Université de Guelph en 2009.

« C’est un projet très ambitieux parce qu’il englobe différentes étapes. La plateforme concrète a pris beaucoup de notre temps parce lorsqu’on a affaire à un robot qui se promène dans une serre où il y a des gens, il faut avoir la sécurité à coeur, bien sûr, » dit-il, en ajoutant que le GIGAS possède des capteurs de sécurité intégrés pour prévenir que le bras robotique et les préhenseurs ne blessent les travailleurs.

M. Moussa reconnaît que pour se faire adopter, les innovations telles que le GIGAS doivent être à prix abordable pour les producteurs. Il dit qu’il voit ce jour arriver à cause des avancements rapides dans la robotique qui servent à réduire les coûts.

Le professeur Moussa prévoit que les systèmes de robotique comme le GIGAS seront un jour très utilisés pour récolter les légumes dans des serres commerciales, permettant aux producteurs de réduire considérable le coût de leur main-d’oeuvre. Il croit que c’est un point important dans les compétences comme l’Ontario où le gouvernement planifie élever le salaire minimum à 15 $ de l’heure d’ici 2019.

M. Moussa croit que le point de vue du producteur est très important et qu’il doit avoir une incidence sur les priorités de recherche. Il dit qu’il demande toujours aux producteurs de lui indiquer leurs priorités. « C’est la raison pour laquelle nous nous concentrons maintenant sur le dépistage des maladies, » dit M. Moussa.

Le professeur Moussa espère que deux ou trois autres prototypes de GIGAS seront utilisés sur le terrain d’ici les quelques années à venir. « Si cette technologie est pour progresser plus vite, il faut qu’elle fasse l’objet de plus d’essais et davantage dans des conditions réelles, » ajoute-t-il.

Selon M. Moussa, une des choses que les producteurs peuvent faire pour aider à stimuler l’innovation comme ceci, serait d’offrir leurs serres comme emplacement pour les essais de GIGAS à venir.

« Tous ceux qui sont particulièrement avides à faire progresser ce genre de système pourraient même penser à verse des fonds pour un prototype de GIGAS qui pourrait être utilisé dans leur propre serre, » précise M. Moussa. Les personnes qui veulent accélérer le développement des GIGAS en étant adopteurs précoces du système sont invitées à communiquer avec lui.

« Bien sûr, l’adopteur précoce prend plus de risques » admet M. Moussa, « cependant, lorsque ce système sera prêt à être commercialisé, ces gens seront les premiers sur la liste. »

Pour de plus amples renseignements sur le GIGAS, visitez http://robotics.uoguelph.ca ou communiquez avec le professeur Moussa à mmoussa@uoguelph.ca.